Question

随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦）．
（1）请算出这时绳子的拉力为______N．
（2）小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒（图乙）是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并算出绳子的拉力为______N．说明小明爸爸的想法是准确的．
（3）这两种方案的机械效率相比，η_甲______η_乙（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

（1）从甲图中可知，n=3，F=

1

n

（G_动+G）=

1

3

（30N+600N）=210N；
（2）将绳子固定在定滑轮上，然后将绳子绕完即可，如图所示：
即n′=4，F′=

1

n′

（G_动′+G）=

1

4

（60N+600N）=165N；
（3）甲图的机械效率：
η_甲=

Gh

Fs

×100%=

G

nF

×100%=

600N

3×210N

×100%=95%，
乙图的机械效率：
η_乙=

Gh

F′s

×100%=

G

n′F′

×100%=

600N

4×165N

×100%=91%，
则有：η_甲＞η_乙．
故答案为：210；165；＞．